数学模型和Six-Degree-of-Freedom模拟两个商业喷气式飞机

28.6版本1.0.0.0 (KB) 罗伯特·斯坦格尔
6自由度非线性模拟飞机飞行

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更新2015年11月4

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飞行。m是一个教程程序,大量注释解释简单。它提供了一个完整的six-degree-of-freedom模拟飞机,以及削减计算和线性化模型的生成在任何飞行条件由用户选择[1]。飞机控制的历史变化,初始条件,标志设置,和其他程序控制操作是由更改中包含的数字代码;没有单独的用户界面。简单和清晰的代码设计不是为了执行速度,离开一个挑战读者想办法使程序运行得更快。大量的添加可以使代码,包括实现反馈控制逻辑,模拟随机湍流或微爆发风切变,接口实时执行。没有明确或隐含的保证有关计算机的准确性或正确性的代码。
飞行。m是函数调用的脚本程序。定义初始条件,三个主要特性(修剪、线性化和模拟)启用,生成和输出。初始扰动削减状态和控制允许模拟瞬态效应。如图所示,削减为稳定,水平飞行,首先定义一个成本函数,J,包含的元素状态,然后最小化成本使用包含在fminsearch下山单纯形(Nelder-Mead)算法。纵向调整参数全动平尾角,油门设置和螺旋角。线性模型是由numjac,雅可比矩阵的数值评估与运动方程。线性模型保存到磁盘文件中变量车型和Gmodel。MATLAB的ode23、数值或ode15s集成生产国家历史运动方程。国家历史情节,显示在时间和角度转换中使用的弧度计算度。 The reader can readily change the units of plotted quantities or add additional plots through minor modifications to the code. Any result (e.g., numerical values of the state history) can be displayed in the MATLAB Command Window simply by removing the semi-colon at the end of the line. The flag MODEL selects either a low-angle-of-attack, Mach-dependent model for BizJet A [2] or a high-angle-of-attack, low-subsonic model for Bizjet B.

AeroModelMach。m[2]中包含的使用空气动力和空间数据与估计惯性特性的通用的商用飞机。配置的细节,如扫描和长宽比的翅膀和尾巴,用于马赫效应的估计。马赫效应的估计是基于普朗特因素或修改Helmbold方程。AeroModelAlpha。m BizJet B使用手册的估计几何方法推导,惯性和气动特性。该模型首先使用GeoMassAero构建。米,可以节省三个.mat文件描述飞机:InerGeo。垫,数据表。垫,RotCont.mat。AeroModelAlpha。m loads the .mat files for use in FLIGHT.m. The angle-of attack range extends from -10 to 90 deg based on conventional low-alpha and Newtonian high-alpha estimates. No Mach, landing gear, spoiler, or flap effects are considered.

加工的运动方程。m是写使用平面地球假设[1]。临时的限制螺旋角的余弦值实施防止奇异计算在近乎垂直的飞行。这种权宜之计介绍附近的一个小错误当螺旋角+ / -90度。函数的事件。m指定一个停止条件终止前的仿真最后一次如果高度低于零。

纵倾控制设置最小化计算了纵向加速度(即二次函数。利率变化的轴向速度,正常速度,TrimCost中包含的音高)。m [1]。TrimCost。米加工。米来生成所需的加速度。的方向余弦矩阵(或旋转)在DCM的函数实现。m [1]。的矩阵变换向量earth-relative体轴框架的参照系。LinModel。m生产状态和控制雅可比矩阵的线性、定常模型调整设置。雅可比矩阵评估名义值的状态和控制。WindField。m produces a three-component wind vector as a function of altitude, with linear interpolation between tabulated points [1]. 1976 U.S. Standard Atmosphere air density, air pressure, air temperature, and sound speed are generated as functions of altitude by Atmos.m.

[1]斯坦格尔、飞行动力学,普林斯顿大学出版社,普林斯顿大学,2004年。
[2]Soderman, p . T。艾肯,t . N。”,全面的风洞测试一小T-Tail非机动的喷气式飞机,”NASA TN d - 6573,华盛顿特区,1971年11月。

引用作为

罗伯特·斯坦格尔(2022)。数学模型和Six-Degree-of-Freedom模拟两个商业喷气式飞机(//www.ru-cchi.com/matlabcentral/fileexchange/53821-mathematical-models-and-six-degree-of-freedom-simulation-of-two-business-jet-aircraft), MATLAB中央文件交换。检索

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